申请/专利权人：中国电力科学研究院有限公司;国家电网有限公司;国网四川省电力公司

申请日：2019-01-10

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN109871579B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F30/23

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2021.03.23#实质审查的生效;2019.06.11#公开

摘要：本发明提供一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算方法，包括：获取货运索道承载索节点及载荷节点的参数；将所述获取的货运索道承载索节点及载荷节点的参数带入预先建立的承载索节点及载荷节点运动方程中，按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到各时间步的载索节点及载荷节点的作用合力；将得到的所有时间步中载索节点及载荷节点的作用合力中最大值作为设计货运索道的参考值。本发明提供的技术方案能够计算货运索道在载荷冲击作用下载荷、承载索部件的受力状况，避免复杂计算，提高计算精度及效率，为索道设计与部件选型提供更加精确的计算结果。

主权项：1.一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算方法，其特征在于，包括：获取货运索道承载索节点及载荷节点的参数；将所述获取的货运索道承载索节点及载荷节点的参数带入预先建立的承载索节点及载荷节点运动方程中，按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到各时间步的载索节点及载荷节点的作用合力；将得到的所有时间步中载索节点及载荷节点的作用合力中最大值作为设计货运索道的参考值；所述节点运动方程基于货运索道承载索节点及载荷节点的参数，采用中心差分法进行构建；所述按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的货运索道载荷过鞍座冲击动力，直至预设时间段结束，得到各时间步的货运索道载荷过鞍座冲击动力包括：在当前时间步上求解所述节点运动方程，得到节点在下一个时间步上的位置向量；按照设置的时间增量步长增加时间步；依据所述节点在下一个时间步上的位置向量计算节点再下一个时间步的载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到预设时间段内各时间步的载索节点及载荷节点的作用合力；所述承载索节点及载荷节点运动方程如下式所示： 式中：m:承载索节点或载荷节点质量，承载索节点或载荷节点的加速度；Fn：第n个时间步承载索节点或载荷节点作用合力；fdmp：虚拟阻尼力；其中，所述虚拟阻尼力按下式计算： 式中，ζ：阻尼因子，ζ＞0；节点的速度；所述货运索道节点为承载索节点时，第n个时间步承载索节点作用合力Fn按下式进行计算：Fn＝Gi+fin式中，Gi：作用在承载索节点i的重力，fin：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元内力的合力；所述货运索道节点为载荷节点时，第n个时间步载荷节点作用合力Fn按下式进行计算： 式中，Gp：载荷重力，第n个时间步载荷所受承载索单元内力的合力；第n个时间步前一档牵引索对载荷节点的作用力；第n个时间步当前档牵引索对载荷节点的作用力；p：第n个时间步位于承载索的第i个单元的载荷节点，在承载索节点i与节点i+1之间；所述第n个时间步载荷节点所受承载索单元内力的合力按下式进行计算： 式中，第n个时间步载荷节点p所在承载索单元对其沿节点p到i方向的作用力；第n个时间步载荷节点p所在承载索单元对其沿节点p到i+1方向的作用力；其中， 式中，第n个时间步承载索节点i的位置向量，第n个时间步载荷节点p的位置向量；第n个时间步承载索节点i+1在的位置向量；所述第n个时间步前一档牵引索对载荷节点的作用力按下式进行计算： 式中，T0：前一档牵引索对载荷节点的牵引力；第n个时间步载荷节点p到承载索单元节点i的单位向量；其中，前一档牵引索对载荷节点的牵引力按下式进行计算： 式中，H0：牵引索在鞍座处的水平张力；牵引索在鞍座处的垂直张力；所述第n个时间步当前档牵引索对载荷节点的作用力按下式进行计算： 式中，T1：当前档牵引索作用于载荷节点的牵引力；第n个时间步载荷节点p到承载索单元节点i+1的单位向量；其中，当前档牵引索作用于载荷节点的牵引力按下式进行计算： 式中，H1：牵引索在鞍座前的水平张力；牵引索在鞍座前的垂直张力；所述牵引索在鞍座处的水平张力和牵引索在鞍座处的垂直张力通过第一牵引索悬链线方程获得；所述牵引索在鞍座前的水平张力和牵引索在鞍座前的垂直张力通过第二牵引索悬链线方程获得；其中，所述第一牵引索悬链线方程如下式所示： 式中：H0：牵引索在鞍座处的水平张力；牵引索在鞍座处的垂直张力；L＇：前一档牵引索长度；h＇：前一档牵引索的高差；s0：前一档内牵引索长度；EAt：截面面积与弹性模量的乘积；qt：牵引索单位重力；所述第二牵引索悬链线方程如下式所示： 式中：H1：牵引索在鞍座前的水平张力；牵引索在鞍座前的垂直张力；的L：当前档牵引索长度；h：当前档牵引索的高差；s1：当前档内牵引索长度；EAt：牵引索截面面积与弹性模量的乘积；qt：牵引索单位重力。

全文数据：一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算方法及系统技术领域本发明涉及货运索道结构设计及分析中的数值计算方法领域，具体涉及一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算方法及系统。背景技术架空货运索道路线易选取、运输性能优、适用性强、工效高、受天气及外部环境影响小等优点，广泛应用于林业、建筑、矿山水文、旅游等多种行业。索道的经济、节能、高效以及对环境影响轻微等优点是其他交通运输工具所不能及的。货运索道主要有工作索，包括承载索与牵引索，支架、运行小车、牵引机等部件。工作索中的承载索是货运索道的主要组成部分，连接在支架两端，支承着索道的全部荷重运行小车和载重货物，承受巨大的张力，因而要求承载索具有很高的抗拉强度，具备抵抗冲击及横向压力的能力。工作索中的牵引索用于牵引运行小车沿承载索运行。牵引索为闭合绳索，工作时沿支架、滑车、牵引机在索道中作循环运动。在索道运行时，布置在起始侧的牵引机卷筒滚动，拉动返牵索，牵引重物从一档向另一档移动。在重物到达鞍座前，从运行小车到鞍座间的承载索仰角增大，重物移动速度变慢，牵引力增大；当重物到达鞍座时，移动速度降为零，重物重力由鞍座承担，前后两档内承载索处于无载荷状态；当重物通过鞍座后，索道下一档的承载索受重物作用，索形迅速改变，重物沿承载索产生向下的冲击，在前一档牵引索的作用下重物冲击速度会迅速减小，直到在承载索、牵引索的共同作用下达到平衡。现有悬索动力计算方法中，已有采用有限元法分析具有单个或多个载荷的悬索振动问题，及在给定速度下的载荷移动分析问题。但由于缺少对载荷过支架鞍座的冲击速度、承载索与牵引索在冲击下的变化情况等方面研究，载荷过支架鞍座的冲击动力学问题仍无有效的计算方法，在货运索道的设计中无法考虑载荷过鞍座冲击对承载索、牵引索、支架等索道部件的动力影响，设计安全系数取值无合理依据，易造成索道结构部件的设计强度不足等问题，造成安全隐患。发明内容为解决上述问题和不足，本发明提出一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算方法及系统，通过建立和求解承载索节点和载荷节点的运动方程的方法，计算货运索道在载荷冲击作用下支架、承载索和牵引索等部件的受力状况，为索道设计与部件选型提供更加精确的计算结果和合理的安全系数。本发明是采用下述技术方案实现的：一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算方法，其改进之处在于，包括：获取货运索道承载索节点及载荷节点的参数；将所述获取的货运索道承载索节点及载荷节点的参数带入预先建立的承载索节点及载荷节点运动方程中，按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力；将得到的所有时间步中承载索节点及载荷节点的作用合力中最大值作为设计货运索道的参考值；所述节点运动方程基于货运索道承载索节点及载荷节点的参数，采用中心差分法进行构建。优选地，所述按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力包括：在当前时间步上求解所述节点运动方程，得到承载索节点及载荷节点在下一个时间步上的位置向量；依据所述承载索节点及载荷节点在下一个时间步上的位置向量，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力；按照设置的时间增量步长增加时间步，直至预设时间段结束，得到预设时间段内各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力。优选地，所述承载索节点及载荷节点运动方程如下式所示：式中：m:承载索节点或载荷节点质量，承载索节点或载荷节点的加速度；Fn：第n个时间步承载索节点或载荷节点作用合力；fdmp：虚拟阻尼力。其中，所述虚拟阻尼力按下式计算：式中，ζ：阻尼因子，ζ＞0；节点的速度。优选地，所述货运索道承载索节点为承载索节点时，第n个时间步承载索节点作用合力Fn按下式进行计算：Fn＝Gi+fin式中，Gi：作用在承载索节点i的重力，fin：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元内力的合力；所述货运索道节点为载荷节点时，第n个时间步载荷节点作用合力Fn按下式进行计算：式中，Gp：载荷重力，第n个时间步载荷所受承载索单元内力的合力；第n个时间步前一档牵引索对载荷节点的作用力；第n个时间步当前档牵引索对载荷节点的作用力；p：第n个时间步位于承载索的第i个单元的载荷节点，在承载索节点i与节点i+1之间。优选地，所述第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元内力的合力fin按下式计算：式中，第n个时间步与承载索节点i+1相连接的承载索单元内力的合力；fin：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元i的内力值；t时刻杆单元的方向向量；其中：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元i的内力值fin按下式计算：式中，第n个时间步承载索节点i的长度；初始状态时承载索节点i的长度；EAl：承载索截面面积与弹性模量的乘积；其中，式中，承载索节点i的初始位置向量，承载索节点i+1的初始位置向量；第n个时间步承载索节点i的位置向量；第n个时间步承载索节点i+1的位置向量；优选地，所述第n个时间步载荷节点所受承载索单元内力的合力按下式进行计算：式中，第n个时间步载荷节点p所在承载索单元对其沿节点p到i方向的作用力；第n个时间步载荷节点p所在承载索单元对其沿节点p到i+1方向的作用力；其中，式中，第n个时间步承载索节点i的位置向量，第n个时间步载荷节点p的位置向量；第n个时间步承载索节点i+1在的位置向量；所述第n个时间步前一档牵引索对载荷节点的作用力按下式进行计算：式中，T0：前一档牵引索对载荷节点的牵引力；第n个时间步载荷节点p到承载索单元节点i的单位向量；其中，前一档牵引索对载荷节点的牵引力按下式进行计算：式中，H0：牵引索在鞍座处的水平张力；牵引索在鞍座处的垂直张力；所述第n个时间步当前档牵引索对载荷节点的作用力按下式进行计算：式中，T1：当前档牵引索作用于载荷节点的牵引力；第n个时间步载荷节点p到承载索单元节点i+1的单位向量；其中，当前档牵引索作用于载荷节点的牵引力按下式进行计算：式中，H1：牵引索在鞍座前的水平张力；牵引索在鞍座前的垂直张力。优选地，所述牵引索在鞍座处的水平张力和牵引索在鞍座处的垂直张力通过第一牵引索悬链线方程获得；所述牵引索在鞍座前的水平张力和牵引索在鞍座前的垂直张力通过第二牵引索悬链线方程获得；其中，所述第一牵引索悬链线方程如下式所示：式中：H0：牵引索在鞍座处的水平张力；牵引索在鞍座处的垂直张力；L＇：前一档牵引索长度；h＇：前一档牵引索的高差；s0：前一档内牵引索长度；EAt：截面面积与弹性模量的乘积；qt：牵引索单位重力；所述第二牵引索悬链线方程如下式所示：式中：H1：牵引索在鞍座前的水平张力；牵引索在鞍座前的垂直张力；的L：当前档牵引索长度；h：当前档牵引索的高差；s1：当前档内牵引索长度；EAt：牵引索截面面积与弹性模量的乘积；qt：牵引索单位重力。优选地，所述时间增量步长按下式进行计算：式中，u：时间增量步长；li0为单元i的原始长度；EAl：承载索截面面积与弹性模量的乘积；ql：承载索单位重力。优选地，所述承载索节点或载荷节点的加速度按下式进行计算：式中，xn+1：第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；xn：第n个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；xn-1：第n-1个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；u：时间增量步长；所述速度按下式进行计算：式中，xn+1：第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量；xn-1：第n-1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量；u：时间增量步长。优选地，所述在第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量xn+1按下式进行计算：优选地，所述载荷节点过鞍座时的节点的位置向量按下式进行计算：式中,x0：载荷节点过鞍座的初始位置向量；x-1：第-1个时间步节点的位置向量；x1：第1个时间节点的位置向量；m：载荷节点的质量；F0：载荷节点过鞍座时的节点作用合力。一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算系统，包括：获取模块、计算模块和参考值模块；获取模块：用于获取货运索道承载索节点及载荷节点的参数；计算模块：用于将所述获取的货运索道承载索节点及载荷节点的参数带入预先建立的承载索节点及载荷节点运动方程中，按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力；参考值模块：用于将得到的所有时间步中承载索节点及载荷节点的作用合力中最大值作为设计货运索道的参考值。与最接近的已有技术比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：本发明提供的技术方案，采用建立和求解节点运动方程的方法，计算货运索道在载荷冲击作用下载荷、承载索等部件的受力状况，为索道设计与部件选型提供更加精确的计算结果和合理的安全系数。本发明提供的技术方案，模拟了承载索与载荷间滚动接触的实际情况，将载荷作为独立可移动节点与承载索节点相连，载荷所在承载索单元的内力相等，避免物体间接触的判断及复杂计算，提高计算精度及效率。本发明提供的技术方案，将载荷过鞍座冲击过程中牵引索长度的变化作为影响载荷过鞍座冲击动力的一项参数，可更为准确的得出作用于载荷上的牵引力，为索道设计中牵引索的选型提供依据。本发明提供的技术方案，可根据计算需要自由设置承载索节点，可在节点较少的情况下获得良好的计算精度，极大地提高了分析计算效率。本发明提供的技术方案，选取的时间步长只与承载索节点位置相关，而不受载荷节点的位置及速度影响，保证了计算稳定性与收敛性。附图说明图1是本发明提供的一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算方法的示意图；图2是本发明货运索道承载索分段示意图；图3是本发明节点内力示意图；图4是本发明载荷所处节点受力示意图；图5是本发明载荷承受承载索单元受力示意图；图6是本发明载荷所受牵引索作用力示意图；图7是本发明提供的一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算系统的示意图。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例一、本发明是采用下述技术方案实现的：一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤1：获取货运索道承载索节点及载荷节点的参数；步骤2：将所述获取的货运索道承载索节点及载荷节点的参数带入预先建立的承载索节点及载荷节点运动方程中，按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力；步骤3：将得到的所有时间步中承载索节点及载荷节点的作用合力中最大值作为设计货运索道的参考值；所述节点运动方程基于货运索道承载索节点及载荷节点的参数，采用中心差分法进行构建。步骤1：获取货运索道承载索节点及载荷节点的参数；货运索道如图2所示，鞍座后索道当前档的跨距为L，高差为h，承载索分为n个单元，共有n+1个节点。步骤2：将所述获取的货运索道承载索节点及载荷节点的参数带入预先建立的承载索节点及载荷节点运动方程中，按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力。具体包括以下步骤：在当前时间步上求解所述节点运动方程，得到承载索节点及载荷节点在下一个时间步上的位置向量；依据所述承载索节点及载荷节点在下一个时间步上的位置向量，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力；按照设置的时间增量步长增加时间步，直至预设时间段结束，得到预设时间段内各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力。具体地，所述承载索节点及载荷节点运动方程如下式所示：式中：m:承载索节点或载荷节点质量，承载索节点或载荷节点的加速度；Fn：第n个时间步承载索节点或载荷节点作用合力；fdmp：虚拟阻尼力。其中，所述虚拟阻尼力按下式计算：式中，ζ：阻尼因子，ζ＞0；节点的速度。节点为承载索节点时质量按下式计算：式中，mi：承载索节点i的质量，i＝2,...,n；ql：承载索单位重力；g：重力加速度承载索；n：承载索单元的个数；初始状态时承载索节点i的长度；初始状态时承载索节点i+1的长度；其中：具体地，承载索各节点在运动时均满足牛顿第二定律，所述货运索道节点为承载索节点时，第n个时间步承载索节点作用合力Fn按下式进行计算：Fn＝Gi+fin式中，Gi：作用在承载索节点i的重力，fin：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元内力的合力；与承载索接触的载荷节点可视为独立的可移动节点，节点质量为载荷质量，其与承载索节点间产生力的作用，如图4所示，第n个时间步载荷节点作用合力Fn按下式进行计算：式中，Gp：载荷重力，第n个时间步载荷所受承载索单元内力的合力；第n个时间步前一档牵引索对载荷节点的作用力；第n个时间步当前档牵引索对载荷节点的作用力；p：第n个时间步位于承载索的第i个单元的载荷节点，在承载索节点i与节点i+1之间。具体地，所述第n个时间步与节点i相连接的承载索单元内力的合力fin按下式计算：式中，第n个时间步与承载索节点i+1相连接的一侧承载索单元内力的合力，承载索节点两侧受力大小相同，方向相反；fin：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元i的内力值；t时刻杆单元的方向向量；其中：如图3所示，第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元i的内力值fin按下式计算：式中，第n个时间步承载索节点i的长度；初始状态时承载索节点i的长度；EAl：承载索截面面积与弹性模量的乘积；其中，式中，承载索节点i的初始位置向量，承载索节点i+1的初始位置向量；第n个时间步承载索节点i的位置向量；第n个时间步承载索节点i+1的位置向量；具体地，如图5所示，所述第n个时间步载荷节点所受承载索单元内力的合力按下式进行计算：式中，第n个时间步载荷节点p所在承载索单元对其沿节点p到i方向的作用力；第n个时间步载荷节点p所在承载索单元对其沿节点p到i+1方向的作用力；其中，式中，第n个时间步承载索节点i的位置向量，第n个时间步载荷节点p的位置向量；第n个时间步承载索节点i+1在的位置向量；如图6所示，所述第n个时间步前一档牵引索对载荷的作用力按下式进行计算：式中，T0：前一档牵引索对载荷节点的牵引力；第n个时间步载荷节点p到承载索单元节点i的单位向量；其中，前一档牵引索对载荷节点的牵引力按下式进行计算：式中，H0：牵引索在鞍座处的水平张力；牵引索在鞍座处的垂直张力；所述第n个时间步当前档牵引索对载荷节点的作用力按下式进行计算：式中，T1：当前档牵引索作用于载荷节点的牵引力；第n个时间步载荷节点p到承载索单元节点i+1的单位向量；其中，当前档牵引索作用于载荷节点的牵引力按下式进行计算：式中，H1：牵引索在鞍座前的水平张力；牵引索在鞍座前的垂直张力。具体地，所述牵引索在鞍座处的水平张力和牵引索在鞍座处的垂直张力通过第一牵引索悬链线方程获得；其中，所述第一牵引索悬链线方程如下式所示：式中：H0：牵引索在鞍座处的水平张力；牵引索在鞍座处的垂直张力；L＇：前一档牵引索长度；h＇：前一档牵引索的高差；s0：前一档内牵引索长度；EAt：截面面积与弹性模量的乘积；qt：牵引索单位重力；所述牵引索在鞍座前的水平张力和牵引索在鞍座前的垂直张力通过第二牵引索悬链线方程获得；其中，所述第二牵引索悬链线方程如下式所示：式中：H1：牵引索在鞍座前的水平张力；牵引索在鞍座前的垂直张力；的L：当前档牵引索长度；h：当前档牵引索的高差；s1：当前档内牵引索长度；EAt：牵引索截面面积与弹性模量的乘积；qt：牵引索单位重力。具体地，所述时间增量步长按下式进行计算：式中，u：时间增量步长；为单元i的原始长度；EAl：承载索截面面积与弹性模量的乘积；ql：承载索单位重力。具体地，所述承载索节点或载荷节点的加速度按下式进行计算：式中，xn+1：第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；xn：第n个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；xn-1：第n-1个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；u：时间增量步长；所述速度按下式进行计算：式中，xn+1：第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量；xn-1：第n-1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量；u：时间增量步长。具体地，所述在第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量xn+1按下式进行计算：具体地，所述载荷节点过鞍座时的节点的位置向量按下式进行计算：式中,x0：载荷节点过鞍座节点的初始位置向量；x-1：第-1个时间步节点的位置向量；x1：第1个时间步节点的位置向量；载荷通过鞍座时运行速度极慢，x-1＝x0。步骤3：将得到的所有时间步中承载索节点及载荷节点的作用合力中最大值作为设计货运索道的参考值。实施例二、基于同一发明构思，本发明还提供了一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算系统，如图7所示，所述系统包括：获取模块、计算模块和参考值模块；获取模块：用于获取货运索道承载索节点及载荷节点的参数；计算模块：用于将所述获取的货运索道承载索节点及载荷节点的参数带入预先建立的承载索节点及载荷节点运动方程中，按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力；参考值模块：用于将得到的所有时间步中承载索节点及载荷节点的作用合力中最大值作为设计货运索道的参考值。具体地，所述计算模块中，所述按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的货运索道载荷过鞍座冲击动力，直至预设时间段结束，得到各时间步的货运索道载荷过鞍座冲击动力包括：在当前时间步上求解所述节点运动方程，得到承载索节点及载荷节点在下一个时间步上的位置向量；依据所述承载索节点及载荷节点在下一个时间步上的位置向量，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力；按照设置的时间增量步长增加时间步，直至预设时间段结束，得到预设时间段内各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力。具体地，所述承载索节点及载荷节点运动方程如下式所示：式中：m:承载索节点或载荷节点质量，承载索节点或载荷节点的加速度；Fn：第n个时间步承载索节点或载荷节点作用合力；fdmp：虚拟阻尼力。其中，所述虚拟阻尼力按下式计算：式中，ζ：阻尼因子，ζ＞0；节点的速度。具体地，所述货运索道承载索节点为承载索节点时，第n个时间步承载索节点作用合力Fn按下式进行计算：Fn＝Gi+fin式中，Gi：作用在承载索节点i的重力，fin：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元内力的合力；所述货运索道节点为载荷节点时，第n个时间步载荷节点作用合力Fn按下式进行计算：式中，Gp：载荷重力，第n个时间步载荷所受承载索单元内力的合力；第n个时间步前一档牵引索对载荷节点的作用力；第n个时间步当前档牵引索对载荷节点的作用力；p：第n个时间步位于承载索的第i个单元的载荷节点，在承载索节点i与节点i+1之间。具体地，所述第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元内力的合力fin按下式计算：式中，第n个时间步与承载索节点i+1相连接的承载索单元内力的合力；fin：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元i的内力值；t时刻杆单元的方向向量；其中：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元i的内力值fin按下式计算：式中，第n个时间步承载索节点i的长度；初始状态时承载索节点i的长度；EAl：承载索截面面积与弹性模量的乘积；其中，式中，承载索节点i的初始位置向量，承载索节点i+1的初始位置向量；第n个时间步承载索节点i的位置向量；第n个时间步承载索节点i+1的位置向量；具体地，所述第n个时间步载荷节点所受承载索单元内力的合力按下式进行计算：式中，第n个时间步载荷节点p所在承载索单元对其沿节点p到i方向的作用力；第n个时间步载荷节点p所在承载索单元对其沿节点p到i+1方向的作用力；其中，式中，第n个时间步承载索节点i的位置向量，第n个时间步载荷节点p的位置向量；第n个时间步承载索节点i+1在的位置向量；所述第n个时间步前一档牵引索对载荷节点的作用力按下式进行计算：式中，T0：前一档牵引索对载荷节点的牵引力；第n个时间步载荷节点p到承载索单元节点i的单位向量；其中，前一档牵引索对载荷节点的牵引力按下式进行计算：式中，H0：牵引索在鞍座处的水平张力；牵引索在鞍座处的垂直张力；所述第n个时间步当前档牵引索对载荷节点的作用力按下式进行计算：式中，T1：当前档牵引索作用于载荷节点的牵引力；第n个时间步载荷节点p到承载索单元节点i+1的单位向量；其中，当前档牵引索作用于载荷节点的牵引力按下式进行计算：式中，H1：牵引索在鞍座前的水平张力；牵引索在鞍座前的垂直张力。具体地，所述牵引索在鞍座处的水平张力和牵引索在鞍座处的垂直张力通过第一牵引索悬链线方程获得；所述牵引索在鞍座前的水平张力和牵引索在鞍座前的垂直张力通过第二牵引索悬链线方程获得；其中，所述第一牵引索悬链线方程如下式所示：式中：H0：牵引索在鞍座处的水平张力；牵引索在鞍座处的垂直张力；L＇：前一档牵引索长度；h＇：前一档牵引索的高差；s0：前一档内牵引索长度；EAt：截面面积与弹性模量的乘积；qt：牵引索单位重力；所述第二牵引索悬链线方程如下式所示：式中：H1：牵引索在鞍座前的水平张力；牵引索在鞍座前的垂直张力；的L：当前档牵引索长度；h：当前档牵引索的高差；s1：当前档内牵引索长度；EAt：牵引索截面面积与弹性模量的乘积；qt：牵引索单位重力。具体地，所述时间增量步长按下式进行计算：式中，u：时间增量步长；为单元i的原始长度；EAl：承载索截面面积与弹性模量的乘积；ql：承载索单位重力。具体地，所述承载索节点或载荷节点的加速度按下式进行计算：式中，xn+1：第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；xn：第n个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；xn-1：第n-1个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；u：时间增量步长；所述速度按下式进行计算：式中，xn+1：第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量；xn-1：第n-1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量；u：时间增量步长。具体地，所述在第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量xn+1按下式进行计算：具体地，所述载荷节点过鞍座时的节点的位置向量按下式进行计算：式中,x0：载荷节点过鞍座的初始位置向量；x-1：第-1个时间步节点的位置向量；x1：第1个时间节点的位置向量；m：载荷节点的质量；F0：载荷节点过鞍座时的节点作用合力。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备系统、和计算机程序产品的流程图和或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和或方框图中的每一流程和或方框、以及流程图和或方框图中的流程和或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

权利要求：1.一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算方法，其特征在于，包括：获取货运索道承载索节点及载荷节点的参数；将所述获取的货运索道承载索节点及载荷节点的参数带入预先建立的承载索节点及载荷节点运动方程中，按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力；将得到的所有时间步中承载索节点及载荷节点的作用合力中最大值作为设计货运索道的参考值；所述节点运动方程基于货运索道承载索节点及载荷节点的参数，采用中心差分法进行构建。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力包括：在当前时间步上求解所述节点运动方程，得到承载索节点及载荷节点在下一个时间步上的位置向量；依据所述承载索节点及载荷节点在下一个时间步上的位置向量，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力；按照设置的时间增量步长增加时间步，直至预设时间段结束，得到预设时间段内各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述承载索节点及载荷节点运动方程如下式所示：式中：m:承载索节点或载荷节点质量，承载索节点或载荷节点的加速度；Fn：第n个时间步承载索节点或载荷节点作用合力；fdmp：虚拟阻尼力。其中，所述虚拟阻尼力按下式计算：式中，ζ：阻尼因子，ζ＞0；节点的速度。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述货运索道节点为承载索节点时，第n个时间步承载索节点作用合力Fn按下式进行计算：Fn＝Gi+fin式中，Gi：作用在承载索节点i的重力，fin：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元内力的合力；所述货运索道节点为载荷节点时，第n个时间步载荷节点作用合力Fn按下式进行计算：式中，Gp：载荷重力，第n个时间步载荷所受承载索单元内力的合力；第n个时间步前一档牵引索对载荷节点的作用力；第n个时间步当前档牵引索对载荷节点的作用力；p：第n个时间步位于承载索的第i个单元的载荷节点，在承载索节点i与节点i+1之间。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元内力的合力fin按下式计算：式中，第n个时间步与承载索节点i+1相连接的承载索单元内力的合力；fin：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元i的内力值；t时刻杆单元的方向向量；其中：第n个时间步与承载索节点i相连接的承载索单元i的内力值fin按下式计算：式中，第n个时间步承载索节点i的长度；初始状态时承载索节点i的长度；EAl：承载索截面面积与弹性模量的乘积；其中，式中，承载索节点i的初始位置向量，承载索节点i+1的初始位置向量；第n个时间步承载索节点i的位置向量；第n个时间步承载索节点i+1的位置向量。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第n个时间步载荷节点所受承载索单元内力的合力按下式进行计算：式中，第n个时间步载荷节点p所在承载索单元对其沿节点p到i方向的作用力；第n个时间步载荷节点p所在承载索单元对其沿节点p到i+1方向的作用力；其中，式中，第n个时间步承载索节点i的位置向量，第n个时间步载荷节点p的位置向量；第n个时间步承载索节点i+1在的位置向量；所述第n个时间步前一档牵引索对载荷节点的作用力按下式进行计算：式中，T0：前一档牵引索对载荷节点的牵引力；第n个时间步载荷节点p到承载索单元节点i的单位向量；其中，前一档牵引索对载荷节点的牵引力按下式进行计算：式中，H0：牵引索在鞍座处的水平张力；牵引索在鞍座处的垂直张力；所述第n个时间步当前档牵引索对载荷节点的作用力按下式进行计算：式中，T1：当前档牵引索作用于载荷节点的牵引力；第n个时间步载荷节点p到承载索单元节点i+1的单位向量；其中，当前档牵引索作用于载荷节点的牵引力按下式进行计算：式中，H1：牵引索在鞍座前的水平张力；牵引索在鞍座前的垂直张力。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述牵引索在鞍座处的水平张力和牵引索在鞍座处的垂直张力通过第一牵引索悬链线方程获得；所述牵引索在鞍座前的水平张力和牵引索在鞍座前的垂直张力通过第二牵引索悬链线方程获得；其中，所述第一牵引索悬链线方程如下式所示：式中：H0：牵引索在鞍座处的水平张力；牵引索在鞍座处的垂直张力；L＇：前一档牵引索长度；h＇：前一档牵引索的高差；s0：前一档内牵引索长度；EAt：截面面积与弹性模量的乘积；qt：牵引索单位重力；所述第二牵引索悬链线方程如下式所示：式中：H1：牵引索在鞍座前的水平张力；牵引索在鞍座前的垂直张力；的L：当前档牵引索长度；h：当前档牵引索的高差；s1：当前档内牵引索长度；EAt：牵引索截面面积与弹性模量的乘积；qt：牵引索单位重力。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间增量步长按下式进行计算：式中，u：时间增量步长；为单元i的原始长度；EAl：承载索截面面积与弹性模量的乘积；ql：承载索单位重力。9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述承载索节点或载荷节点的加速度按下式进行计算：式中，xn+1：第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；xn：第n个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；xn-1：第n-1个时间步的承载索节点或载荷节点的位置向量；u：时间增量步长；所述速度按下式进行计算：式中，xn+1：第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量；xn-1：第n-1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量；u：时间增量步长。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在第n+1个时间步的承载索节点或载荷节点位置向量xn+1按下式进行计算：11.如权利要求8所述方法，其特征在于，所述载荷节点过鞍座时的节点的位置向量按下式进行计算：式中,x0：载荷节点过鞍座的初始位置向量；x-1：第-1个时间步节点的位置向量；x1：第1个时间节点的位置向量；m：载荷节点的质量；F0：载荷节点过鞍座时的节点作用合力。12.一种货运索道载荷过鞍座冲击动力计算系统，其特征在于，包括：获取模块、计算模块和参考值模块；获取模块：用于获取货运索道承载索节点及载荷节点的参数；计算模块：用于将所述获取的货运索道承载索节点及载荷节点的参数带入预先建立的承载索节点及载荷节点运动方程中，按照设置的时间增量步长增加时间步，求解所述节点运动方程，计算下一个时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力，直至预设时间段结束，得到各时间步的承载索节点及载荷节点的作用合力；参考值模块：用于将得到的所有时间步中承载索节点及载荷节点的作用合力中最大值作为设计货运索道的参考值。

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